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Un intercooler es un intercambiador de calor que se utiliza para enfriar un gas después de la compresión. [1] Los intercoolers, que a menudo se encuentran en motores turboalimentados , también se utilizan en compresores de aire , acondicionadores de aire , refrigeración y turbinas de gas .
Más comúnmente utilizado con motores turboalimentados , un intercooler se utiliza para contrarrestar el calor de compresión y la absorción de calor en el aire de admisión presurizado. Al reducir la temperatura del aire de admisión, el aire se vuelve más denso (lo que permite inyectar más combustible, lo que da como resultado una mayor potencia) y es menos probable que sufra preencendido o detonaciones . Se puede proporcionar enfriamiento adicional rociando externamente una fina niebla sobre la superficie del intercooler, o incluso en el aire de admisión mismo , para reducir aún más la temperatura de la carga de admisión a través del enfriamiento por evaporación .
Los intercoolers pueden variar drásticamente en tamaño, forma y diseño, según el rendimiento y los requisitos de espacio del sistema. Muchos automóviles de pasajeros utilizan intercoolers montados en la parte delantera ubicados en el parachoques delantero o en la abertura de la parrilla, o intercoolers montados en la parte superior ubicados sobre el motor. Un sistema de intercooler puede utilizar un diseño aire-aire, un diseño aire-líquido o una combinación de ambos.
En los motores de automóviles en los que se utilizan múltiples etapas de inducción forzada (por ejemplo, un motor biturbo secuencial o de doble carga ), el intercooler suele tener lugar después del último turbocompresor/sobrealimentador. Sin embargo, también es posible utilizar intercoolers separados para cada etapa de la turboalimentación/sobrealimentación, como en el coche de carreras con récord de velocidad en tierra JCB Dieselmax . Algunos motores de avión también utilizan un intercooler para cada etapa de la inducción forzada. [ cita necesaria ] En motores con turbocompresor de dos etapas, el término intercooler puede referirse específicamente al enfriador entre los dos turbocompresores y el término posenfriador se usa para el enfriador ubicado entre el turbo de segunda etapa y el motor. Sin embargo, los términos intercooler y intercooler también se utilizan a menudo independientemente de su ubicación en el sistema de admisión. [2]
Los intercoolers aire-aire son intercambiadores de calor que transfieren calor del aire de admisión directamente a la atmósfera. Alternativamente, los intercoolers de aire a líquido transfieren el calor del aire de admisión al líquido intermedio (generalmente agua), que a su vez transfiere el calor a la atmósfera. El intercambiador de calor que transfiere el calor del fluido a la atmósfera funciona de manera similar al radiador principal en el sistema de enfriamiento de un motor enfriado por agua o, en algunos casos, el sistema de enfriamiento del motor también se usa para el sistema de intercooler. Los intercoolers aire-líquido suelen ser más pesados que sus homólogos aire-aire, debido a los componentes adicionales que componen el sistema (por ejemplo, bomba de circulación de agua, radiador, fluido y tuberías).
La mayoría de los motores marinos utilizan intercoolers de aire a líquido, ya que se puede acceder fácilmente al agua del lago, río o mar para enfriar. Además, la mayoría de los motores marinos están ubicados en compartimentos cerrados donde sería difícil obtener un buen flujo de aire de refrigeración para una unidad aire-aire. Los intercoolers marinos toman la forma de un intercambiador de calor tubular en el que el aire pasa alrededor de una serie de tubos dentro de la carcasa del refrigerador y el agua de mar circula dentro de los tubos. Los principales materiales utilizados para este tipo de aplicaciones están pensados para resistir la corrosión del agua de mar: Cobre-Níquel para los tubos y bronce para las tapas de agua de mar.
Una alternativa al uso de intercoolers, que rara vez se utiliza hoy en día, era inyectar el exceso de combustible en la cámara de combustión, de modo que el proceso de vaporización enfriara los cilindros para evitar el golpeteo. Sin embargo, las desventajas de este método fueron el aumento del consumo de combustible y las emisiones de gases de escape . [3]
Los intercoolers se utilizan para eliminar el calor residual de la primera etapa de los compresores de aire de dos etapas. Los compresores de aire de dos etapas se fabrican debido a su eficiencia inherente. La acción de enfriamiento del intercooler es la principal responsable de esta mayor eficiencia, acercándola a la eficiencia de Carnot. Eliminar el calor de compresión de la descarga de la primera etapa tiene el efecto de densificar la carga de aire. Esto, a su vez, permite que la segunda etapa produzca más trabajo a partir de su relación de compresión fija. Agregar un intercooler a la configuración requiere inversiones adicionales.
